第3章PLC基本指令

第三章S7-200系列PLC基本指令及應(yīng)用

S7-200系列PLC的基本指令分為布爾指令和程序控制指令，該指令多用于開關(guān)量邏輯控制。本章著重介紹梯形圖(LAD)和指令表(STL)，并討論基本指令的功能及編程方法。

第一節(jié)PLC的布爾指令SIMATICS7-200系列PLC共有20多條布爾指令，現(xiàn)按用途分類說(shuō)明指令的含義，梯形圖的編程方法及對(duì)應(yīng)的指令表形式。一、裝載及線圈驅(qū)動(dòng)指令LD(load)：常開觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算開始(裝載指令)。LDN(loadnot)：常閉觸點(diǎn)邏輯運(yùn)算開始(取反后裝載指令)。=(out)：線圈驅(qū)動(dòng)（輸出指令）。LD，LDN，=指令使用說(shuō)明LD，LDN指令用于與輸入公共線(輸入左母線)相連的觸點(diǎn)，也可以與OLD，AID指令配合使用于分支回路的開頭。=指令用于輸出繼電器，輔助繼電器，定時(shí)器及計(jì)數(shù)器等，但不能用于輸入繼電器。并聯(lián)的=指令可以連續(xù)使用任意次。LD、LDN的操作數(shù)：I，Q，M，SM，T，C，V，S。=的操作數(shù)：Q，M，SM，T，C，V，S。二、觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)(And)：常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接。AN(AndNot)：常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接。梯形圖及指令表表示了上述兩條基本指令的用法。

A、AN指令使用說(shuō)明：(1)A、AN是單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，可連續(xù)使用。(2)A、AN的操作數(shù)：I，Q，M，SM，T，C，V，S。三、觸點(diǎn)并聯(lián)指令

O(or)：常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接（或指令）。ON(ornot)：常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接（取反后或指令）。O、ON指令使用說(shuō)明如下：1.O，ON指令可作為一個(gè)接點(diǎn)的并聯(lián)連接指令，可以連續(xù)使用。2.O，ON的操作數(shù)：I，Q，M，SM，T，C，V，S。四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令

OLD(orload)，用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接（或裝載指令）。OLD指令使用說(shuō)明如下：1.幾個(gè)串聯(lián)支路并聯(lián)連接時(shí)，其支路的起點(diǎn)以LD，LDN開始，支路的終點(diǎn)用OLD指令。2.如需將多個(gè)支路并聯(lián)，從第二條支路開始，在每一支路后面加OLD指令。用這種方法編程，對(duì)并聯(lián)支路的個(gè)數(shù)不限。3.OLD指令無(wú)操作數(shù)。五、并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令

ALD(AndLood)，用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接（與裝載指令）ALD指令使用說(shuō)明如下：1.分支電路(并聯(lián)電路塊)間的串聯(lián)連接時(shí)，使用ALD指令。2.如果有多個(gè)并聯(lián)電路塊串聯(lián)，順次以ALD指令與前面支路連接，支路數(shù)量不限。3.ALD指令無(wú)操作數(shù)。

六、置位指令（S）和復(fù)位指令（R）置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲(chǔ)區(qū)的某一位開始的一個(gè)或多個(gè)(最多可達(dá)255個(gè))同類存儲(chǔ)器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開始位和位的數(shù)量。S、R指令應(yīng)用示例從I0.0的上升沿令Q0.0接通并保持，即使I0.0斷開也不再影響Q0.0。I0.1的上升沿使Q0.0斷開并保持，直到I0.0的下一個(gè)脈沖到來(lái)。

S、R指令使用說(shuō)明如下：1.由于是掃描工作方式，故寫在后面的指令有優(yōu)先權(quán)。在上例S-R觸發(fā)器(把次序反過(guò)來(lái)可組成R-S觸發(fā)器)中，當(dāng)I0.0和I0.1同時(shí)為1，則Q0.0為0。R指令寫在后因而有優(yōu)先權(quán)。2.S、R指令必須成對(duì)使用而且使用的器件號(hào)應(yīng)相同。3.S、R指令的操作數(shù)：Q，M，SM，V，S,T,C。七、立即指令立即指令允許對(duì)輸入和輸出點(diǎn)進(jìn)行快速和直接存取。當(dāng)用立即指令讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的輸入映像寄存器中的數(shù)值并未發(fā)生更新；用立即指令訪問(wèn)輸出點(diǎn)時(shí)，訪問(wèn)的同時(shí)，相應(yīng)的輸出寄存器的內(nèi)容也被刷新。只有輸入繼電器I和輸出繼電器Q可以使用立即指令。（一）立即觸點(diǎn)指令在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的后面加“I”。指令執(zhí)行時(shí)，立即讀取輸入點(diǎn)的值，但是不刷新相應(yīng)映像寄存器的值。這類指令包括LDI，LDNI，AI，ANI，OI和ONI。（二）立即輸出指令

=I，立即輸出指令。下圖為梯形圖及指令表表示立即輸出指令的用法。（三）立即置位和立即復(fù)位指令

SI，立即置位指令。RI，立即復(fù)位指令。用立即置位指令(或立即復(fù)位指令)訪問(wèn)輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位(bit)開始的N個(gè)(最多為128個(gè))物理輸出點(diǎn)被立即置位(或立即復(fù)位)，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。

八、正負(fù)跳變指令正負(fù)跳變指令在梯形圖中以觸點(diǎn)形式使用。用于檢測(cè)脈沖的正跳變(上升沿)或負(fù)跳變(下降沿)，利用跳變讓能流接通一個(gè)掃描周期，即可產(chǎn)生一個(gè)掃描周期長(zhǎng)度的微分脈沖，驅(qū)動(dòng)后面的輸出線圈。EU(EdgeUp)：正跳變指令(檢測(cè)上升沿指令)。正跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次正跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。指令格式：EU(無(wú)操作數(shù))ED(EdgeDown)：負(fù)跳變指令（檢測(cè)下降沿指令）。負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次負(fù)跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。指令格式：ED(無(wú)操作數(shù))正負(fù)跳變觸點(diǎn)指令編程舉例九、邏輯堆棧操作指令

S7-200系列PLC有一個(gè)9層堆棧，用于處理所有邏輯操作，稱為邏輯堆棧。

ALD指令：棧裝載“與”指令，用于將并聯(lián)電路塊進(jìn)行串聯(lián)連接。執(zhí)行ALD指令，將邏輯堆棧第一，第二級(jí)的值進(jìn)行邏輯”與”操作，結(jié)果置于棧頂，并將堆棧中其余各級(jí)的內(nèi)容依次上彈一級(jí)。

OLD指令：棧裝載“或”指令，用于將串聯(lián)電路塊進(jìn)行并聯(lián)連接。執(zhí)行OLD指令，將邏輯堆棧第一，第二級(jí)的值進(jìn)行邏輯”或”操作，結(jié)果置于棧頂，并將堆棧中其余各級(jí)的內(nèi)容依次上彈一級(jí)。LPS指令：邏輯壓棧指令(分支或主控指令)，用于將棧頂值復(fù)制后壓入堆棧，棧底值壓出丟失。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于生成一條新的母線，左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，第一個(gè)完整從邏輯行由此開始。LRD指令：邏輯讀棧指令。LRD指令把邏輯堆棧第二級(jí)的值復(fù)制到棧頂，堆棧沒有壓入和彈出。LPP指令：邏輯彈出棧指令(分支結(jié)束或主控復(fù)位指令)，LPP指令把堆棧彈出一級(jí)，原第二級(jí)的值變?yōu)樾碌臈ｍ斨?。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于將LPS指令生成的一條新母線進(jìn)行恢復(fù)。應(yīng)注意，LPS和LPP必須配對(duì)使用。LDSn指令：裝入堆棧指令，復(fù)制堆棧中的第n級(jí)的值到棧頂。原棧中各級(jí)棧值依次下壓一級(jí)，棧底值丟失。邏輯指令的操作LPS、ALD、LRD、LPP指令應(yīng)用示例十、定時(shí)器指令定時(shí)器是由集成電路構(gòu)成，是PLC中的重要硬件編程元件。定時(shí)器編程時(shí)提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值，在運(yùn)行時(shí)當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位增加，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器發(fā)出中斷請(qǐng)求，使PLC響應(yīng)作出相應(yīng)的動(dòng)作。此時(shí)它對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。利用定時(shí)器的輸入與輸出觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。系統(tǒng)提供3種定時(shí)指令：TONR(有記憶通電延時(shí))TON(通電延時(shí))TOF(斷電延時(shí))

CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226五種CPU模塊均有256個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的類型及分辨率的編號(hào)分配如表5-7所示。帶記憶通電延時(shí)定時(shí)器（TONR）指令應(yīng)用示例通電延時(shí)(TON)定時(shí)器指令應(yīng)用示例斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）指令應(yīng)用示例十一、計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)器與定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和使用基本相似，編程時(shí)輸入它的預(yù)設(shè)值PV(計(jì)數(shù)的次數(shù))，計(jì)數(shù)器累計(jì)它的脈沖輸入端電位上升沿（正跳變）個(gè)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)設(shè)值PV時(shí)，PLC作出相應(yīng)的處理計(jì)數(shù)器指令有三種。加計(jì)數(shù)CTU、加減計(jì)數(shù)CTUD、減計(jì)數(shù)CTD。

加計(jì)數(shù)器電路減計(jì)數(shù)器電路加/減計(jì)數(shù)器電路十二、NOT及NOP指令NOT（取反）觸點(diǎn)改變使能位輸入狀態(tài)。當(dāng)使能位到達(dá)NOT（取反）觸點(diǎn)時(shí)即停止。當(dāng)使能位未到達(dá)NOT（取反）觸點(diǎn)時(shí)，則供給使能位。在LAD中，NOT（取反）指令用觸點(diǎn)表示。在FBD中，NOT（取反）指令使用帶有布爾輸入的圖形負(fù)號(hào)。在STL中，NOT（取反）指令將堆棧頂部的數(shù)值從0改變?yōu)?，或從1改變?yōu)?。十二、NOT及NOP指令十三、比較指令比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)按指定的條件作比較，條件成立時(shí)，觸點(diǎn)就閉合。比較指令的類型有：字節(jié)比較、整數(shù)比較、雙字整數(shù)比較和實(shí)數(shù)比較。比較運(yùn)算符有：<,<=,=,>=,>,<>（<>表示不等于）

“х”表示比較運(yùn)算符n1，n2所需滿足的條件“口”表示操作數(shù)n1，n2的數(shù)據(jù)類型及范圍第二節(jié)程序控制指令一、跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令JMP：跳轉(zhuǎn)指令，把程序的執(zhí)行跳轉(zhuǎn)到指定的標(biāo)號(hào)。執(zhí)行跳轉(zhuǎn)后，邏輯堆棧頂值始終為邏輯1。LBL：指定跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)標(biāo)號(hào)。操作數(shù)n：0～255程序控制指令-跳轉(zhuǎn)指令

二、結(jié)束指令END：條件結(jié)束指令，執(zhí)行條件成立時(shí)結(jié)束主程序，返回主程序起點(diǎn)。可以在主程序中使用，不能再子程序和中斷程序中使用。STEP-Micro/WIN32自動(dòng)在程序結(jié)尾添加了結(jié)束語(yǔ)句在編制主程序時(shí)不需要用戶再在程序末尾添加結(jié)束語(yǔ)句（END）MEND：無(wú)條件結(jié)束指令，結(jié)束主程序，返回主程序起點(diǎn)。三、停止命令STOP：停止指令，執(zhí)行條件成立時(shí)停止執(zhí)行用戶程序，令CPU狀態(tài)由RUN切換到STOP模式。

四、看門狗復(fù)位指令WDR：允許CPU的系統(tǒng)監(jiān)視程序定時(shí)器被重新觸發(fā)，WDR指令可以在沒有監(jiān)視程序錯(cuò)誤的條件下增加CPU系統(tǒng)掃描占用的時(shí)間，以延長(zhǎng)掃描周期。五、子程序調(diào)用、子程序入口和子程序返回指令CALL：轉(zhuǎn)子程序調(diào)用指令，CALL將程序執(zhí)行轉(zhuǎn)到子程序n處。SBR：子程序入口指令，SBR標(biāo)示n號(hào)子程序的開始位置。CRET：子程序條件返回指令，CRET條件成立時(shí)，結(jié)束該子程序，返回原調(diào)用處。RET：子程序無(wú)條件返回指令，RET無(wú)條件結(jié)束該子程序，返回原調(diào)用處。子程序必須以本指令作結(jié)束。

第三節(jié)PLC初步編程指導(dǎo)

一、梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則1.觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。如圖a）中觸點(diǎn)3被畫在垂直線上，通過(guò)觸點(diǎn)3的“能流”是雙向的，而不是單向，屬于不可編程梯形圖，對(duì)不可編程梯形圖可按邏輯關(guān)系不變的原則進(jìn)行處理，處理后b圖2.不含觸點(diǎn)的分支應(yīng)畫在垂直方向，不可畫在水平位置.3.在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路畫在梯形圖的最上面；在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路畫在梯形圖的最左面。這種安排所編制的程序簡(jiǎn)潔明了，指令減少，

二、指令表編程規(guī)則

利用PLC基本指令對(duì)梯形圖編程時(shí)，必須按從左到右，自上而下的原則進(jìn)行。

第四節(jié)典型簡(jiǎn)單電路和環(huán)節(jié)的PLC程序設(shè)計(jì)一、延時(shí)斷開電路控制要求：當(dāng)輸入I0.0接通時(shí)，Q0.0有輸出；當(dāng)I0.0斷開時(shí)，則Q0.0延時(shí)一定時(shí)間后才斷開。

二、二分頻電路另一種形式的二分頻電路三、定時(shí)器構(gòu)成振蕩電路